红、黄、绿交通信号灯的-PLC-控制线路设计.doc

《机电传动控制课程设计》报告

题目

红、黄、绿交通信号灯的PLC控制线路设计

专业

机械设计制造及其自动化

班级

姓名

学号

指导教师

职称

2011年10

摘要：论文根据前后相流量来决定信号灯配时的模糊控制系统的理论研究成果，PLC实现单个十字路口交通信号灯模糊控制的方法，利用顺序控制的程序设计思想，基于FX-2NPLC设计了梯形图。通过分析对交通信号灯的控制要求，详细论述了相应的编程方法和技巧。对PLC控制系统进行了软、硬件设计，PLC控制的交通信号灯系统运行稳定可靠，能根据不同的交通流量进行模糊控制决策，优化信号灯的配时，从而可以有效的解决交通流量不均衡、不稳定带来的问题。

关键词：交通信号灯，软件设计，硬件设计，PLC

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章前言 1

1.1十字路口交通信号灯简介 1

1.2交通信号灯的PLC控制线路设计的应用 1

第二章PLC及交通信号灯的PLC控制 2

2.1PLC的由来及定义 2

PLC的特点 3

2.3在交通信号灯中应用PLC的优越性 4

第三章交通信号灯PLC控制系统的总体设计 5

3.1驱动局部设计 5

3.2总体方案设计 5

第四章硬件设计 7

4.1I/O分析 7

4.2FX2N系列简介 7

4.3PLC选型 8

第五章软件设计 9

5.1现场器件与PLC内部等效继电器地址编号的对照表 9

5.2程序流程图 9

5.3PLC与现场器件的实际连接图 10

5.4程序设计 11

5.5指令程序 13

第六章结束语 16

参考文献 17

附录 18

第一章前言

1.1十字路口交通信号灯简介

随着城市经济的开展，城市规模不断扩大，虽然道路增长率、改造率迅猛上升，但由于城市人口和机动车辆的急速增加，市区交通依然显得拥挤，交通秩序混乱，特别是交叉路口经常出现拥堵情况。城市中道路交叉口的交通信号灯系统对维护城市道路交通的秩序、保证道路交通的通畅起着十分重要的作用。多年来交通信号灯系统在不断地进行改良，从最早的人工有线控制，到人工遥控，再到半自动控制，交通信号灯系统的自控水平在逐步提高。但由于我国国情的特殊性，人口多、路况复杂，使得道路口的涌动现象明显，峰、谷间的流量差异大，因而交通状况的变化频繁，过去的十字路口交通灯以往采用电子逻辑线路来实现对信号灯的控制，假设选用PLC来控制那么是非常简单的。

1.2交通信号灯的PLC控制线路设计的应用

近年来随着科技的飞速开展，PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构以及针对具体应用对象特点的软件结合加以完善。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力、减少交通事故有明显效果。随着中国参加WTO，我们不但要在经济、文化、科技等各方面与国际接轨，在交通控制方面也应与国际接轨。俗话说“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面做不好道路还是无法保障畅通平安。作为交通控制的重要组成部份的交通信号灯也应适合社会实际情况，因此选择制作十字路口交通灯。

交通信号灯系统的智能化控制是近年来得到关注的一个课题。通过引入动态控制系统，描述了该系统的工作原理及控制模式，给出了一种基于PLC的交通信号灯系统的动态控制方法。该系统以地感线圈为信号采集元件，以PLC为信号处理和控制装置，具有系统结构简单、投资本钱较小、现场适应能力强、时间调节范围广等特点，因而在实际的交通信号控制领域有良好的应用前景。交通信号灯的控制系统，是城市交通监控指挥系统中最重要的组成局部。而PLC的飞速开展，使其在工业控制中得到了广泛应用，但是目前国内利用PLC实现交通信号灯自动控制还不是十分广泛。本文重点讨论用PLC实现交通灯自动控制的设计方法。

第二章PLC及交通信号灯的PLC控制

2.1PLC的由来及定义

PLC的由来

在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。继电器控制系统有着十清楚显的缺点：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差，尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。为了改变这一现状，1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司〔GM〕，为了适应汽车型号不断更新的要求，以在剧烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此特